JPH03142027A - 熱交換器のエレメント素体の製造方法とその方法により製造したエレメント素体並びに当該エレメントを組み立てたエレメントブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、新規な熱交換器用のエレメント素体とその製
造方法の改良並びにそＤエレメントを使用した新規な熱
交換器用エレメントブロックに関する。

（従来技術とそめ問題点） 従来の熱交換器用のエレメントブロックは、１枚の耐熱
性鋼板をプレスで１度にプレス加工して耐熱性鋼板全面
にエンボスや突条等を形成すると共に耐熱性鋼板の端部
を折り曲げて溶接用舌片を形成し、これを重ね合わせて
溶腰用舌片を溶接仕上げして形成していた。この場合、
熱交換器が大型になるとそれに連れてエレメントブロッ
クち大型になり、それ故プＬ／ス機賊も大型のちのが必
要になると言う問題点があった。

逆に、エンボスや突条等を１列づつ形成する方法もある
が、大型熱交換器用のエレメントブロックの場合には設
備や金型は軽減されるもののプレス加工に時間が掛かり
過ぎるという問題点があった。

又、熱交換器の大きさに合わせてエレメントブロックの
種類も用意しなければならず、各種の大きさの耐熱性鋼
板、プレス用金型など在庫管理たけてち非常に繁雑であ
った。

又、上記のようなエレメントブロックは端部を／８接仕
上げしていたために、熱交換時に熱風かこの溶接部分に
当たると無歪みを発生し、エレメントブロックが変形し
たり溶接部分から割れが発生したり、溶接部分が外れる
と言うような問題点があった。

又、熱交換用の熱風中には各種の塵埃が混入している事
が多く、この塵埃が溶接部分の隙間に侵入してエレメン
トブロックを汚し熱交換効率を低下させたり前記歪みや
割れ等を助長したりする外、隙間に入り込んだ塵埃の除
去は非常に困難であり、メンテナンスも十分に行う事か
出来なかった。

（本発明の目的） 本発明はかかる従来例の問題点に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、小型のプレス機械を用い、
１種類の金型で要望に応した大きさのエレメント素体を
自在に形成する事が出来、しかも、そのエレメント素体
で組み立てたエレメントブロックは熱交換時の熱風にさ
らされても熱歪みち発生せず、エレメントブロックの変
形は勿論、当該動態にさらされていた部分に割れが発生
するというような事もなくて耐久性に優れ、メンテナン
スも簡単な熱交換器のエレメント素体の製造方法とその
方法により製造したエレメント素体並びに当該エレメン
トを組み立てたエレメントブロックを提供するにある。

（問題点を解決する為の手段） 本発明は上記問題点を解決するために、請求項（１）に
おいて、 ■矩形のエレメント用板材（１）の中心線を折り曲げ線
（Ｌ）としてその両側にて折り曲げ線（Ｌ）に対して斜
めに交互に凹凸する突条（３）を形成し、■然る後、折
り曲げ線（Ｌ）に従ってエレメント用板材（１）を２つ
折りに折り曲げ、 ■最後にエレメント用板材（１）の端部同士を接続する
。

という技術的方法を採用しており、 又、請求項（２）では、 ■矩形のエレメント用板材（１）の中央を折り曲げてそ
の両端を接合一体化し、 ■折り曲げられたエレメント用板材（１）の両面に１乃
至複数のプレス領域（２）を形成し、■このプレス領域
（２）にて折り曲げ線（Ｌ）に対して傾斜し、かつ、互
いに対向せるプレス領域（２）交互に凹凸状に形成した
突条（３）を上下の面で互いに交差するように形成する
。

と言う技術的手段を採用しており、 更に、請求項（３）では、 ■請求項（２）で形成した複数のエレメント素体（Ｂ）
を、その折り曲げ側を一致させて積層溶接して熱交換器
用エレメントブロック（Ｃ）を形成する。

と言う技術的手段を採用している。

（作　　用） ■上記方法で形成したエレメントブロック（Ｃ）をケー
シング（６）内に収納固定する。

■この時、エレメントブロック（Ｃ）の折り曲げ端側か
高温排ガス（１’ｌ）の入力側に配置される。

■而して、通常多くの塵埃を含んた高温排ガス（Ｉ（）
が前記エレメントブロック（Ｃ）の折り曲げ側から入力
して溶接用舌片（４）側から抜は出る。一方、受熱側の
冷風（Ｒ）はエレメント素体（Ｂ）を介して前記高温排
ガス（ｌ（）に直角に直交流として（又は、高温排カス
（旧に対向して流れる対向流、若しくは同方向に流れる
並流として）エレメントブロック（Ｃ）に入力し、高温
排ガス（ＩＩ）と熱交換し、高温の熱風となって熱交換
器（＾）から出ていく。

■この間、排ガス（Ｈ）と清浄空気（Ｒ）はそれぞれ前
記突条（３）にて乱流とされ、高い熱交換効率が達成さ
れる。

（実　施　例） 以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。

第２図に示すように、矩形のエレメント用板材（１）の
中心部分を全長にわたって残し、エレメント用板材（１
）の左右に矩形のプレス領域（２）にて左右に１対ない
しそれ以上にてプレス加工を行う。

工、レメント用板材（１）の前記中央部分の平坦部分は
折り曲げ部分である。プレス加工はプレス領域（２）に
従って順次行われる。このプレス領域（２）は熱交換器
（＾）の大きさに合わせて形成されるもので、第７〜１
１図に示すように前記平田部分の両側に対称に１対ない
し複数対が形成される事になる。

第７図はプレス領域（２）か１対設けられている場合で
あり、第８図は縦１列にプレス領域（２）か４対設けら
れている例であり、第１１図は縦横にて４対設けられて
いる例である。プレス領域（２）で形成される突条（３
）は第５図のように交互に凹凸が形成され、前記折り曲
げ線（Ｌ）に対して斜めであって第７〜１１図のように
折り曲げ線（Ｌ）からエレメント用板材（１）を２つ折
りにした場合に前記突条（３）か互いに交差するように
形成される。ここで、図中プレス領域（２）の実線は、
手前側の板材（１）の手前方向に突出している突条（３
）で、破線は手前側の板材（１）の紙面裏側に突出して
いる突条（３）である。又、１点鎖線は紙面裏側の板材
（１）の手前側に突出している突条（３）であり、２点
鎖線は紙面裏側の板材（１）の裏側に突出している突条
（３）である。突条（３）のプレス加工が終了すると端
部の曲げ加工が行われる。即ち、前記折り曲げ線（Ｌ）
と反対側に存在する側端部はＬ字型に折り曲げた溶接用
舌片（４）同士か、エレメント用板材（１）の中央で折
り曲げた際に互いに接して溶接出来るように内側に折り
曲げられる。一方、前記エレメント用板材（１）の中央
の折り曲げ線（Ｌ）に直角方向の端部は、前記溶接用舌
片（４）とは反対方向に（即ち、エレメント用板材（１
）を２つ折りにした場合に外側に向くように）Ｌ字型に
折り曲げて連接用舌片（６）を形成する。このようにし
て第７図のようなエレメント素体（Ｂ）を形成し、次に
このエレメント素体（Ｂ）を熱交換器（Ａ）の大きさに
合わせて重ね合わせ、前記折り曲げ線（Ｌ）に直交する
両端部の連接用舌片（Ｇ）同士を溶接接合してエレメン
トブロック（Ｃ）を形成する。

このように形成したエレメントブロック（Ｃ）をエレメ
ント素体（Ｂ）の前記折り曲げ測を風上である高温部に
配置し、第１３図のように接合側を低温部である風下側
に配置してケーシング（６）内に配列する。

ここで使用するＪ、レメント素体（Ｂ）の材質は特定さ
れないか、一般には０３〜２ｍｍ程度の板厚のステンレ
ス鋼板、冷間圧延鋼板、アルスター鋼板なとか使用され
る。

又、エレメント素体（Ｂ）の折り曲げ形状は、第１４図
（ｈ）（ｉ）（ｊ）のように断面弧状、断面鋭角状ない
し曲率の小さい断面突状の弧状その他各種形状が採用さ
れる。又、溶接部分は、第１４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ
）　（ｄ）（ｅ）　（ｆ）（ｇ）のように、角型、突き
合わせ円弧型、撫で層状、鋭角状、いかり層状その他各
種形状が採用されるものであり、溶接方法は突き合わせ
溶接やンーム溶接その他が用途に応じて採用される。

又、突条（３）の形状並びに高さも特に指定されるもの
てないか、端部形状は本実施例では第４図から分かるよ
うに半球状である。又、折り油げによる板材（１）間の
間隔も特に指定されないが、折り曲げ幅を多く取ればピ
ンチ間隔が広くなるものである。

このように形成した複数のエレメント素体（Ｂ）の折り
曲げ側を揃えて積層し、連接用舌片（５）同士を溶接し
てエレメントブロック（Ｃ）を構成する。

エレメントブロック（Ｃ）において、プレス領域（２）
の数並びに積層枚数は熱交換器（Ａ）の大きさで決定さ
れる。このように形成されたエレメントブロック（Ｃ）
はケーシング（６）内に収納固定される。この場合、エ
レメントブロック（Ｃ）の折り曲げ側が高温排ガス（Ｈ
）の入力側にセットされる。

而して、通常多くの塵埃を含んだ高温排ガス（Ｈ）が前
記エレメントブロック（Ｃ）の折り曲げ側から人力して
溶接用舌片（４）側から抜は出る。一方、受熱側の冷風
（Ｒ）はエレメント素体（Ｂ）を介して前記高温排ガス
（［１）に直角にエレメントブロック（Ｃ）に入力し、
高温排ガス（Ｂ）と熱交換し、高温の熱風となって熱交
換器（Ａ）から出ていく。（勿論、高温排ガス（１■）
に対して冷風（［ｉ）が直角に入力する直交流の場合だ
けでなく、第１５．１６図の白抜き矢印で示すように高
温排ガス（Ｉ＋）に対して対向して流れる対向流、又は
、第ｒ５．１６図の斜線矢印で示すように高温排ガス（
）ｌ）に対して同方向に流れる並流の場合がある。）こ
の間、排ガス（Ｈ）と清浄空気（Ｒ）はそれぞれ前記突
条（３）にて乱流とされ、高い熱交換効率か達成される
。

（効　　果） 本発明のエレメント素体の製造方法は、矩形のエレメン
ト用板材の中心線を折り曲げ線としてその両側にて折り
曲げ線に対して斜めに交互に凹凸する突条を形成し、然
る後、折り曲げ線に従ってエレメント用板材を２つ折り
に折り曲げ、最後にエレメント用板材の端部同士を接続
するので、折り曲げと残りの端部の溶接だけでエレメン
ト素体を形成出来、従来のように前後２辺を溶接する必
要かなく、溶接作業を半減出来るという利点があり、し
かもこの折り曲げ端を高温排ガスの入力側にする事によ
り、エレメント用板材を介して流れる低温のｔＲ浄空気
と折り曲げ部分全体が均等に熱交換する事が出来て従来
の溶接部分のように突出していて低温清浄空気による冷
却不足のための熱歪みが発生し難く、折り曲げ端での熱
変形や割れ等の危険性を大幅に改善する事が出来ると言
う利点がある。

又、請求項（２）において、矩形のエレメント用板材の
中央を折り曲げてその両端を接合一体止すると共に折り
曲げられたエレメント用板材の両面に１乃至複数のプレ
ス領域を形成してこのプレス領域にて折り曲げ線に対し
て傾斜し、かつ、互いに対向せるプレス領域交互に凹凸
状に形成した突条を上下の面で互シ用；交差するように
形威しであるので、プレス領域の数を選定するだけで自
動的に熱交換器の型式に適合したエレメント素体を設計
製作する事が出来、プレス金型も１種類だけで小型から
大型のエレメント素体に対応出来、金型管理が非常に簡
単になると言う利点があり、加えて、１つのプレス領域
を加工するのに必要なプレス機械で足りるため、大きな
エレメント素体の製作でも小型のプレス機械で良いとい
う設備上の利点もある。

更に、請求項■で形成した複数のエレメント素体を、そ
の折り曲げ側を一致させて積層溶接してエレメントブロ
ックを形威しであるので、エレメントブロックの折り曲
げ側を高温排ガスの入力端である風上に配置する事によ
り、折り曲げ端全体が高温排ガスと低温清浄空気に均一
に接触して均等に熱交換し、従来のように低温清浄空気
と接することがなくて冷却不足になって高温のままに放
置される溶接部のようになる事がなく（換言すれば、受
動側である低温清浄空気による伶却効果か十分に効く。

）、それ故、高温になり易い折り曲げ端で冷却不足によ
る熱歪みや割れ等が発生せず、優れた耐軌性や耐久性を
発揮する。加えて、排ガスの入力端に前記折り曲げ端を
持って来る事により、排ガス中に混入している塵埃など
が入り込むような隙間がなく、従って清掃等メンテナン
スも非常に簡便であると言う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図・本発明に係る熱交換器の１実施例の斜視図 ′ｆ、２図・・本発明に係るエレメント用板材の１実施
例の正面図 第３図・・・本発明において実施されるプレス領域の拡
大正面図 第４図・・・本発明にて施される突条の１実施例の拡大
横断面図 第５図・・本発明で施されるプレス領域の拡大断面図 第６図・本発明にて施される突条の１実施例の拡大縦断
面図 第７図・・本発明における最小単位のエレメント素体の
正面図 第８図・・・本発明におけるエレメント素体の第２実施
例の正面図 第９図・・第８図の背面図 第１Ｏ図・・第８図の端面図 第１１図・・本発明におけるエレメント素体の第３実施
例の正面図 第１２図−本発明のエレメントブロックの一部分の斜視
図 第１３図・本発明のエレメントブロックの一部分の断面
図 第１４図（ａ）〜（ｇ）−・本発明におけるエレメント
素体の溶接形状の各種事例を示す部分断面図第１４図（
ｈ）〜ｌ）−本発明における工し・メント素体の折り曲
げ端の形状の各種事例を示す部分断面図 第１５．１６図・本発明における熱交換器の他の実施例
の斜視図 （＾）・熱交換器　　　（Ｂ）・・エレメント素体（Ｃ
）・・エレメントブロック （Ｉ７）　　折り［１１１げ線　　　（Ｈ）・高温排ガ
ス（Ｒ）・低ｆ；Ａ清浄空気 （１）　　エレメント用板材 （２）・プレス領域　　（３）・突条 （４）・・・溶接用舌片　　（５）・・連接用舌片（６
）・ケー／ング 第１ 図 第２図 第３図 ？ 第１１図 第１２図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕矩形のエレメント用板材の中心線を折り曲げ線と
   してその両側にて折り曲げ線に対して斜めに交互に凹凸
   する突条を形成し、然る後、折り曲げ線に従ってエレメ
   ント用板材を２つ折りに折り曲げ、最後にエレメント用
   板材の端部同士を接続して成る事を特徴とする熱交換器
   のエレメント素体の製造方法。 〔２〕矩形のエレメント用板材の中央を折り曲げてその
   両端を接合一体化すると共に折り曲げられたエレメント
   用板材の両面に１乃至複数のプレス領域を形成してこの
   プレス領域にて折り曲げ線に対して傾斜し、かつ、互い
   に対向せるプレス領域交互に凹凸状に形成した突条を上
   下の面で互いに交差するように形成してなる事を特徴と
   する熱交換器用エレメント素体。 〔３〕請求項〔２〕で形成した複数のエレメント素体を
   、その折り曲げ側を一致させて積層溶接して成る事を特
   徴とする熱交換器用エレメントブロック。